DE2410941A1

DE2410941A1 - Verfahren zur herstellung eines akkumulator-polzapfens

Info

Publication number: DE2410941A1
Application number: DE2410941A
Authority: DE
Inventors: Walter C Kirchberger; Daniel Orlando; Jun John C Ware
Original assignee: Globe Union Inc
Current assignee: Globe Union Inc
Priority date: 1973-03-14
Filing date: 1974-03-07
Publication date: 1974-09-19
Also published as: ES424257A1; IT1010657B; FR2221821B1; CH575176A5; BR7401960D0; YU35936B; US3843411A; YU68674A; CA1003038A; AU6457174A; ZA74264B; FR2221821A1; GB1459293A; AR197943A1; JPS49121135A

Description

PATENTANWÄLTE

HENKEL— KERN — FEILER — HÄNZEL — MÜLLER

DR. PHIL. DIPL.-ING. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-ING.

TELEX: 05 29 802 HNKL D EDUAR D-SCH MID-STRASSE 2 BAYERISCHEHYPOTHEKEN-UND

TELEFON: (08 11) 66 3197, 66 30 91-91 onnn uftKimcM on WfiCHSEI-BANK MÜNCHEN NR. 318-85

TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN IJ-SOOUMUNCHtIN ^U POSTSCHECK: MCHN 1621 47 —809

Globe-Union Inc.

Milwaukee, Wise, Y.St.A. 2410941

-7. MRL1974

Verfahren zur Herstellung eines Akkumulator-Polzapfens

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Polzapfens bei einem BIei/Säure-Akkumulator, insbesondere zur Herstellung einer Seiten- oder Stirnwand-Polzapfenkonstruktion aus Metall, die in einer aus einem Kunststoff, wie Polypropylen, bestehenden Wand verankert ist.

Seit der Einführung der Seiten- oder Stirnseiten-Polzapfen bei Blei/Säure-Akkumulatoren traten immer wieder Schwierigkeiten auf, da diese Polzapfen notwendigerweise unterhalb des Elektrolytspiegels des Akkumulators liegen. Zur Vermeidung einer Beschädigung durch die Elektrolytsäure ist eine lecksichere Verbindung unabdingbar. Dies stellt aber bei den derzeit gebräuchlichen Gehäusen für Blei/Säure-Akkumulatoren ein Problem dar,.da zahlreiche dieser Gehäusearten aus Kunststoffen, wie Polypropylen, bestehen. Die Verbindungen bzw. Polzapfen selbst bestehen üblicherweise aus Metall, und sie werden in den meisten Fällen aus einer Bleilegierung hergestellt. Dabei muß aber sorgfältig darauf geachtet werden, daß nicht nur ein einwandfreies Verschmelzen der Metallteile gewährleistet, sondern auch eine flüssigkeitsdichte Abdichtung

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zwischen dem Metall-Polzapfen und der Kunststoff-Gehäusewand hergestellt wird. In den meisten Fällen erfolgt das Verschmelzen der Metallteile durch Schweißen. Wird das Schweißen jedoch in der Nahe der aus Kunststoff "bestehenden Gehäusewand durchgeführt, so ist äußerste Vorsicht nötig, weil der Kunststoff dabei so flüssig werden kann, daß er buchstäblich von den Metallteilen "wegfließt". Ein solchei* Zustand führt aber zu einem mangelhaften Polzapfen, der außerdem noch undicht ist. lter Stand der Technik bietet nirgends eine Lösung dieses Problems in der Weise, daß eine robuste und lecksichere Konstruktion für einen Seiten- oder Stirnseiten-Polzapfen eines Akkumulators gewährleistet wird«

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Seiten- oder Stirnwand-Polzapfens für einen Blei/Säure-Akkumulator zu schaffen, wobei dieser Polzapfen, der sich unterhalb des Elektrolytspiegels befindet, eine lecksichere Verbindung gewährleisten soll. Zudem bezweckt die Erfindung die Schaffung einer mit Gewinde versehenen Metall-Polzapfenkonstruktion für einen Elei/Säure-Akkumulator, die unter Gewährleistung von Leck- oder Auslaufsicherheit in einer Gehäusewand aus Kunststoff verwirklicht werden kann. Außerdem soll dieser Seiten- oder Stirnwand-Polzapfen nach einem halbautomatischen Verfahren herstellbar sein.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines eine Öffnung in einem Akkumulatorgehäuse durchsetzenden Akkumulator-Polzapfens erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst an der einen Seite der Gehäusewand ein erstes Glied angeordnet wird, das einen Hauptteil und einen in die Öffnung einführbaren Ansatzabschnitt aufweist, daß der Ansatzabschnitt in die Öffnung eingeführt und durch die Gehäusewand hindurchgeführt wird, so daß ein Teil dieses Ansatzabschnitts an der

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anderen Seite der Gehäusewand aus ihr herausragt, daß sodann auf den Ansatzabschnitt des ersten Glieds ein zweites Glied aufgesetzt wird, das mit einer Ausnehmung zur mit Reibsitz erfolgenden Aufnahme des Ansatzabschnitts des ersten Glieds versehen ist, daß hierauf unter Krafteinwirkung die Berührungsabschnitte der beiden Glieder angeschmolzen werden und ein Teil der Gehäusewand zwischen diesen beiden Gliedern erweicht wird, daß anschließend die angeschmolzenen Berührungsabschnitte abgekühlt werden und daß schließlich die beiden Glieder gegeneinander gepreßt werden, wobei sieh ein Teil der erweichten Gehäusewand zwischen ihnen befindet.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 ein Verfahrensschema zur Veranschaulichung der beim erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten Verfahrensschritte ,

Mg. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung zweier Knopfglieder vor dem Einsetzen in eine Öffnung in der Wand eines Akkumulator-Gehäuses,

Mg. 3 eine in vergrößertem Maßstab und in lotrechtem Schnitt gehaltene Ansicht der beiden Knopfglieder, die in flüssigkeitsdichter Verbindung in einer Gehäusewand verschmolzen sind,

Mg, 4 eine im lotrechten Schnitt gehaltene Ansicht zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Eingießen einer Gewindemutter in eines der Knopfglieder,

Mg. 5 eine Mg. 2 ähnelnde Schnittansicht, welche jedoch

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die Ausrichtung der Knopfglieder vor dem Verschmelzen zeigt,

Pig. 6 eine perspektivische Darstellung des Anbringens eines Wachswulstes an'einem der Knopfglieder,

Pig. 7 eine perspektivische Teilansicht einer beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Kolben- oder Preßschweißvorrichtung,

Pig. 8 eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des mechanischen Stauchens

Pig. 9 eine schematische Darstellung einer Kolben- oder Preßschweißvorrichtung zum Anschweißen eines Anschlußfahnen-Knopfglieds an der an der Innenseite des Akkumulatorgehäuses befindlichen Scheibe,

Pig. 10 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer bevorzugten Anschlußanordnung zum Verschweißen eines Anschlußfahnen-Knopfglieds mit den üblichen Platten an der Innenscheibe sowie der Innenscheibe zur Verbindung mit dem Außenknopf und

Pig. 11 einen lotrechten Schnitt durch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung der Bauteile gemäß Pig· 10 hergestellten Verbindung.

Vorzugsweise wird die Öffnung in der Seiten- oder Stirnwand des Akkumulatorgehäuses, in welcher die Polzapfenkonstruktion gemäß der Erfindung ausgebildet wird, mit Hilfe einer Stanzvorrichtung der in der USA-Patentschrift 5 238 829 beschriebenen Art ausgebildet. Dieser Stanzvorgang ist in Pig. 1

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sch.ematisch dargestellt, und ]?ig. 1 veranschaulicht auch die grundsätzlichen Yerfahrensschritte "bei der Herstellung der Stirnpolzapfenkonstruktion nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Das "beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Akkumulatorgehäuse entspricht demjenigen gemäß der USA-Patentschrift 3 388 007. In Fig. 2 ist ein Teil der Seiten- oder Stirnwand 11 des Gehäuses des Akkumulators dargestellt, wobei diese Gehäusewand einen eine Öffnung 14 umschließenden Ringsteg 12 aufweist, der mit Hilfe der genannten Stanzvorrichtung ausgebildet worden ist. Ein vorderes Knopfglied 15 besteht aus einer bleilegierung, z.B. aus einer 3~f° Antimon enthaltenden Bleilegierung, und weist eine in es eingegossene Stahlmutter 38 mit einem Gewindestopfen 39 auf. Der Knopf 15 weist einen Ansatzabschnitt 16 von im wesentlichen zylindrischer Form auf, der durch die Öffnung 14 hindurchführbar ist. Eine rückseitige Scheibe 18, die aus der gleichen Bleilegierung bestehen kann wie der vordere Knopf 15» besitzt kreisförmige Gestalt und ist mit einer kreisförmigen Ausnehmung versehen, welche einen Teil des Ansatzabschnitts 16, der durch die Öffnung 14 hindurch über die Rückseite der Wand 11 hinausragt, mit Reibsitz aufnimmt.

Vor dem Einsetzen des vorderen Knopfes 15 in den Ringsteg 12 und durch die Öffnung 14 wird ein ringförmiger Wachswulst 20 auf den Bereich des vorderen Knopfes 15 aufgetragen, in welchem der Ansatzabschnitt 16 vom Hauptteil 17 abgeht. Der Wulst 20 besteht aus einer thermoplastischen Masse mit einem Schmelzpunkt von etwa 177 - 190⁰G. Nach dem Auftragen des aus wachsartigem Material bestehenden Wulstes 20 wird der vordere Knopf 15 in den Ringsteg 12 eingesetzt, so daß der Ansatz 16 die Öffnung 14 durchsetzt und über die andere Seite der Wand 11 hinausragt. Hierauf wird die rückseitige Scheibe 18 mit Kraftschluß auf den aus der Öffnung 14 herausragenden Teil des Ansatzes 16 aufgesetzt. In dieser Position werden das

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vordere und das hintere Knopfglied, die miteinander in Berührung stehen, unter Kräfteinwirkung beispielsweise in einem Preßschweißvorgang angeschmolzen. Diese Kraft wird in zwei Stufen mit einer Anfangskraft von etwa 209 kg und einer um etwa 90 kg erhöhten Kraft angelegt, wobei die SchweLfetrom- und Kraftanlegung vom vorderen Knopf 15 und von der rückseitigen Scheibe 18 her erfolgt. Hierbei werden die Kräfte während 56 Perioden (56/60 einer Sekunde) angelegt, während die Schweißzeit 26 Perioden (26/60 einer Sekunde) beträgt. Der Schweißstrom wird 30 Perioden nach der Einleitung der Kraftausübung angelegt und 1,5 s vor Ablauf der Periode, während welcher die Kraft einwirkt, abgestellt. Dabei wird ein Schweißstrom von 16500 A angewandt, der derart gesteuert wird, daß die Kunststoffwand 11 um die Öffnung 14 herum nicht angeschmolzen wird. Nach einer Zeitspanne von 2 min, während welcher die beiden Knopfglieder sowie die Gehäusewand 11 abkühlen können, nach der sich jedoch die die Knopfglieder umschließende G-ehäusewand noch in einem erweichten Zustand befindet, wird von der Vorderseite des Knopfes 15 &er eine Kraft von etwa 1810 kg gegen die Rückseite des Knopfgliedes 18 ausgeübt, so daß die beiden Knopfglieder mit zwischen ihnen befindlicher Wand 11 zusammengequetscht bzw. mechanisch gestaucht werden. Dieser Stauchvorgang dauert 1,5 s.

Um sicherzustellen, daß eine fluidumdichte Verbindung hergestellt worden ist, wird die fertiggestellte, in Mg, 3 mit bezeichnete Polzapfenkonstruktion einer Leckprüfung unterworfen, bei welcher eine Lösung über und um den Knopf 15 herum aufgetragen und im Inneren des Gehäuses ein Druck erzeugt wird, während auf die Gehäuseoberseite ein Deckel aufgesetzt ist. Eine etwaige Undichtigkeit macht sich durch das Auftreten von Blasen in der für die Leckprüfung verwendeten Flüssigkeit bemerkbar. Nach der Herstellung einer lecksicheren Polzapfenkonstruktion wird ein aufrechtstehender Ansatz, der an einer

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Akkumulator-Anschlußfahne "bzw. einem -Zellenverbinder nach dem Aufgießverfahren gemäß der USA-Patentschrift 3 087 005 hergestellt wird, unter Kraftausübung an der Rückseite des Knopfglieds 18 angeschweißt, um die erforderliche elektrische Verbindung mit den im Inneren des Akkumulators vorgesehenen Platten herzustellen.

In den Fig. 10 und 11 ist die bevorzugte Verbindung zwischen der Anschlußfahne 13 mit der Akkumulator-Platte 41 und dem etwa lotrechten Ansatz 24 sowie der rückseitigen Scheibe 18 dargestellt. Der Ansatz bzw. Lappen 24 ist mit einem hohlen, konischen Vorsprung 28 versehen, der von einer Ausnehmung 29 mit kalottenförmigem Boden in der rückseitigen Scheibe 18 aufgenommen wird. Ein Teil der Kalotte 33 dringt in den Durchgang 36 des Fortsatzes 28 ein, dessen Ringwand 37 sich innerhalb der Scheibe 18 fest an die Umfangswand 50 ihrer Ausnehmung anlegt. Wenn der Fortsatz 28 auf diese Weise an der Wand 50 angreift, wird eine Preßschweißung durchgeführt, um den- Ansatz 24 mit der Scheibe 18 zu verschweißen. Hierbei werden während 22 Perioden (22/60 s) eine Kraft von 113 kg und ein Schweißstrom von 11000 A angelegt. Wahlweise können zur Herstellung der Verbindung zwischen der Scheibe 18 und dem Ansatz 24 die Verbindungen und Verfahren gemäß der USA-Patentschrift 3 313 658 und gemäß der USA-Patentanmeldung Serial Ho. 132 660 vom 21.8.1961 angewandt werden. "Diese Verbindung wird sodann elektrisch geprüft, worauf die restlichen Akkumulatorzellen vorzugsweise mittels der Vorrichtung gemäß der USA-Patentschrift 3 544 754 miteinander verbunden werden. Nach dem Aufsetzen eines zugeordneten Deckels ist der Akkumulator fertiggestellt.

Die vorteilhaft zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendbaren Vorrichtungen sind in den Fig. 4, 6, 7 und 8 dargestellt. Da jedoch auch andere Vorrichtungen zur

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Durchführung der gleichen Arbeitssehritte verwendet werden können, sind diese Vorrichtungen nur schematisch dargestellt. Fig. 4 veranschaulicht eine allgemein mit 30 bezeichnete Gießmaschine zur Herstellung des vorderen Knopfes 15. Diese Vorrichtung arbeitet mit einer Schiebe- oder Gleitform und weist einen feststehenden Formteil 31 sowie einen verschiebbaren Formteil 32 auf. Im Formteil 31 ist ein Formeinsatz 34 zum Gießen des Vorderteils des vorderen Knopfes 15 vorgesehen. Der Einsatz 34 weist einen Vorsprung 35 zur Aufnahme einer aus Stahl bestehenden Gewindemutter 38 mit einem in sie eingesetzten Gewindestopfen 39 auf, der auf einem dünneren Abschnitt 40 des Vorsprungs 35 sitzt. Der bewegbare Formteil 32 läuft unter Führung auf Querführungen, wie sie bei 42 und 43 angedeutet sind. Wenn der Formteil 32 in Anlage an den Formteil 31 herangebracht worden ist, wird geschmolzenes Blei längs einer Eingußfläche 44 eingefüllt, so daß die Schmelze den die Mutter 38 enthaltenden Formraum ausfüllt und den vorderen Knopf 15 gemäß Fig. 5 bildet. Nach dem Erstarren der Bleischmelze wird der Formteil 32 vom Formteil 31 zurückgezogen, wobei er die Mutter 38 mit sich mitnimmt. Das Gußstück wird dann aus dem Formteil 32 mittels eines Ausstoßzapfens 45 ausgestoßen, der zusammen mit einem Einsatz 46 den Formteil zum Gießen des Ansatzabschnitts 16 des vorderen Knopfes 15 bildet. Bei der Verschiebung des Ausstoßzapfens 45 in Richtung auf den Formteil 31 wird der vordere Knopf 15 auf eine Rutsche 47 ausgeworfen und aus der Gießmaschine ausgetragen. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß die Formteile 31 und 32 von einem zweckmäßigen Unterbau 48 getragen werden, wobei der Formteil 31 beispielsweise mittels einer Schiene 49 oberseitig gehaltert ist. Der in Fig. 5 bei 18 angedeutete hintere Knopf bzw. die rückseitige Scheibe wird auf ähnliche Weise gegossen. Aus Fig. 5 geht auch hervor, daß der vordere Knopf 15 mit nahe seiner Stirnseite 22 angeordneten Queransätzen 21 gegossen wird, die von Ausricht- und Stabilisier-

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nuten 25 in dem von der Seitenwand 11 abstehenden Ringsteg 12 aufgenommen werden. Ersichtlicherweise ist der Hauptteil 17 des vorderen Knopfes 15 an der Stelle, an welcher der Ansatz 16 vom Hauptteil 17 abgeht, mit einer Ringnut 26 versehen. Diese Ringnut 26 wird durch einen abstehenden Ringsteg 49 des Einsatzes 46 im bewegbaren Formteil 32 gebildet. Zur Verbesserung der Abdichtung des vorderen Knopfes 15 in der Wand 11 ist neben der Nut 26 ein scharfkantiger Fortsatz oder Vorsprung 27 angegossen, der in die Seiten- oder Stirnwand 11 eindringt.

In !ig. 6 ist eine Vorrichtung zum Einbringen eines Wachswul- ■ stes 20 in die Ringnut 26 dargestellt, Der Wulst 20 wird mittels einer pneumatisch betätigten Auftrageinrichtung 52 aufgebracht, die einen Kopfteil 53 mit einer Auftragdüse 54 aufweist, welche das Wachs in fließfähigem, geschmolzenem Zustand ausstößt. Die Auftrageinrichtung 52 bleibt dabei ortsfest, während der vordere Knopf 15 auf einer drehbaren Spindel 55 gedreht wird, die auf einem Drehtisch 56 drehbar gelagert ist. Die Drehung der Spindel 55 erfolgt durch einen Drehantrieb 58 mit einem Antriebsrad 59, welches ein Antriebsrad 57 in Drehung versetzt.

7 zeigt eine Preßschweißvorrichtung 60 und veranschaulicht in strichpunktierten Linien ein allgemein bei 10 angedeutetes Akkumulatorgehäuse, an welchem der Schweißvorgang und die Stauchkraftanlegung in zwei Arbeitsschritten durchgeführt werden. Die Preßschweißvorrichtung 60 entspricht der allgemeinen Art gemäß den USA-Patentschriften 2 905 804 und 2 958 757. Diese Vorrichtung weist zwei getrennte Kraftanlegeoder Preßeinrichtungen auf, welche eine Kolbenstange 62 abwärts in Richtung auf das untere Ende bzw. eine Widerlagerspitze 63 bewegen. Die Kraft zum Verschieben des Kolbens 62 wird durch .eine erste Hauptkolbenanordnung 64 und eine zweite Federplat-

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-Itten- bzw. Hembran-Betätigungseinrichtung 65 aufgebracht. Der Schweißstrom wird auf übliche Weise mit Hilfe einer elektrisch mit der Schweißspitze 68 verbundenen Sammelschiene 69 an die Schweißspitze 68 an der Kolbenstange 62 angelegt. Die Wasserkühlung der unteren Widerlagerspitze 63 erfolgt über ein hohles Ausleger-jDragglied 69A. Wenn das vordere und das hintere Knopfglied in der Ausrichtung entsprechend Pig. 5 in den Ringsteg 12 in der Wand 11 eingesetzt sind, liegt die Spitze 63 an der Rückseite des hinteren Knopfes 18 an, während die Schweißspitze 68 mit der Stirnseite 22 des vorderen Knopfes 15 in Berührung gelangt. Die Kolbenanordnung 64 verlagert dabei die Kolbenstange 62 nach unten in Berührung mit dem vorderen Knopf 15, worauf der Schweißstrom angelegt wird, um die beiden Knopfglieder miteinander zu verschweißen. Während der Anlegung des Schweißstroms unter den angegebenen Bedingungen wird auch die Federplatten- bzw. Membrananordnung betätigt, welche eine zusätzliche Kraft auf die Kolbenstange 62 ausübt, so daß die beiden Knopfglieder in ihrem angeschmolzenen Zustand fester gegeneinander gepreßt werden.

Nach dem in Verbindung mit I¹Xg. 7 beschriebenen Preßschweißvorgang wird das Gehäuse 10 zu einem Stauchvorgang überführt, der durch die in Pig. 8 dargestellte, allgemein mit 80 bezeichnete Vorrichtung durchgeführt wird. Das Gehäuse 10 mit dem in den Ringsteg 12 eingeschweißten Knopf 15 wird längs eines Förderers 82 mit umlaufenden Ketten 83, 84, die von Kettenrädern 85 bzw. 89 getragen werden, zu einer Position gefördert, in welcher der den vorderen Knopf 15 und den mit seiner Rückseite verschweißten hinteren Knopf 18 enthaltende Ringsteg 12 lotrecht unter einer Widerlagerfläche 86 sowie hydraulischen Kolben/Zylinder-Einheiten 87 un-& 88 angeordnet ist; dabei ist zu beachten, daß ein dem Widerlager 86 entsprechendes, nicht dargestelltes Widerlager der Hydraulikeinheit 88 gegenüberliegend angeordnet ist. Mit Hilfe von

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entsprechenden, in einem Schaltkasten 90 angeordneten automatischen Steuerungen werden die den V/iderlagern 86 gegenüberliegenden Hydraulikeinheiten 87 und 88 über eine bewegbare Kopfanordnung 92 abgesenkt, um die Widerlager 86 an den Rückseiten der betreffenden hinteren Knöpfe 18 und die Hydraulikeinheiten 87 und 88 mit ihren nicht dargestellten Kolbenstangen der Vorderseite des betreffenden vorderen Knopfes 15 gegenüberliegend auszurichten. Wenn das Gehäuse zwischen einer Spannschiene 93 und einer gegenüberliegenden, nicht dargestellten, an der gegenüberliegenden Wand des Gehäuses 10 angreifenden Spannschiene verspannt worden ist, werden die Hydraulikeinheiten 87, 88 betätigt, so daß ihre Kolben an den Stirnseiten der Knöpfe 15 angreifen, wobei der betreffende vordere Knopf 15 und der zugeordnete hintere Knopf 18 zwischen den Kolben und den Widerlagern 86 verpreßt und dabei mechanisch gestaucht werden. Nach diesem Stauchen werden die Hydraulikeinheiten 87 und 88 eingefahren, und die Kopfanordnung wird hochgefahren, so daß das Gehäuse 10 durch den Förderer 82 in Querrichtung aus der Stauchposition herausbewegt werden kann.

Mach dem Stauchen werden sodann die Akkumulatorzellen mit ihren Ansätzen 24 und Anschlußfahnen 13 gemäß 3?ig. 11 durch Schweißen mit der Rückseite des hinteren Knopfes bzw. der rückseitigen Scheibe 18 verbunden. Dies geschieht mit Hilfe eines in Hg. 9 schematisch dargestellten Sohweißkopfes, der einen pneumatischen Zylinder 100 zum Verschieben einer Kolbenstange 101 mit einer an deren Ende vorgesehenen Schweißelektrode 102 aufweist. Die Kolbenstange 101 wird dabei in Richtung auf ein Widerlager 103 ausgefahren, das durch ein U-förmiges Glied 104 in einer der Schweißelektrode 102 gegenüberliegenden Stellung gehalten wird. Selbstverständlich können für die Anbringung der Plattenansätze 24 an der Scheibe 18 auch andere Schweißeinrichtungen verwendet werden, mit de-

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nen sowohl ein Schweißstrom angelegt als auch eine Quetschkraft ausgeübt werden kann. Der Schweißkopf 105 gemäß Pig, 9 ist ohne weiteres an die Stauchvorrichtung gemäß I¹Xg. 8 anpaßbar, wobei lediglich der Schweißkopf 105 anstelle der Hydraulikeinheiten 87 und 88 und der Widerlager 86 vorgesehen zu werden braucht, während die Verbindung mit der Kopfanordnung 80 über die Oberseite des U-förmigen Trägerglieds 104 erfolgt.

Beim vorstehend beschriebenen Verfahren ist die aus den beiden Knopfgliedern 15 und 18 bestehende Polzapfenkonstruktion in eine Öffnung 14 eingesetzt, die von einem Ringsteg 12 umgeben ist. Obgleich dieser Ringsteg 12 der Konstruktion ein ansprechendes Aussehen verleiht und außerdem einen gewissen Schutz für den vorderen Knopf 15 bietet, ist er ersichtlicherweise nicht erfindungswesentlich, so daß er auch weggelassen werden kann. Das gleiche gilt auch für die Anordnung des GewindeStopfens 39 in der Mutter 38. Der Stopfen 39 dient lediglich dazu, das Gewinde der Mutter 38 während des Gießvorgangs sauber und von Verstopfungen frei zu halten. Wie erwähnt, besteht der als Dichtmittel am vorderen Knopf 15 vorgesehene Wachswulst 20 aus einem thermoplastischen Material. Es ist jedoch zu beachten, daß für diesen Zweck auch andere, ähnliche Dichtmassen, wie Wachs, Kunstharz auf Kohlebasis oder wärmeaushärtende Kunstharze (thermoresins), verwendet werden können, die eine solche Viskosität besitzen, daß sie einem Kaltfluß unter Druck entgegenwirken, an Polypropylen und Metallegierungen anhaften und eine fluidumdichte Abdichtung herzustellen vermögen. Am vorderen Knopf 15 ist ein scharfkantiger Vorsprung 27 vorgesehen, der eine zusätzliche Abdichtung an der aus Kunststoff bestehenden Wand 11 herstellt. Dieser Vorsprung kann ebenso wie die Ausrichtansätze 21 am vorderen Knopf 15 weggelassen werden. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Ansatz 16 des Knopfes 15 eine flache Stirnfläche auf, während die rückseitige Scheibe

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18 eine konkave Innenfläche be sitzt <> Gewünscht enf alls kann die Stirnfläche des Knopfes 15 leicht konkav und die Innenfläche der Scheibe 18 flach ausgebildet werden, wobei dennoch die erfindungsgemäß angestrebte Verbindung erzielt wird.

Wie erwähnt, bestehen der vordere Knopf und die rückseitige Scheibe aus einer Bleilegierung mit 3$ Antimon. JHAr die Erfindungszwecke können jedoch auch andere Metallegierungen verwendet werden, beispielsweise eine Kalzium-Blei-Legierung, oder eine Zinn-Blei-Legierung. Bezüglich des Preßschweißvorgangs, bei dem gleichzeitig eine Kraft und ein Schweißstrom angelegt werden und die Kraftausübung während der Anlegung des Schweißstroms zweistufig erfolgt, ist darauf hinzuweisen, daß, obgleich dies die bevorzugte Arbeitsweise darstellt, das Schweißen auch mit einem einzigen Kraftanlegungsschritt bei gleichzeitiger Schweißstromanlegung erfolgen kann. Außerdem ist vorstehend angegeben, daß der Schweißstrom etwa während der halben Zeit der Kraftausübung angelegt wird. Diese Bedingung kann ebenfalls in der Weise abgewandelt werden, daß die Schweißzeit die gleiche Länge besitzt wie die Kraftanlegungsperiode und im Bereich von 24 - 30 Perioden bzw. 24/60 bis 30/60 Sekunden liegen kann. Während vorstehend ein Schweißstrom von 165OO A angegeben ist, kann dieser Strom in einem Bereich von 15OOO - 16500 A variiert werden. Das gleiche gilt auch für die Zeitspanne nach dem Schweißvorgang bis zur Durchführung des Stauchens, die zwischen 2 min und 24 Std. liegen kann. Während vorstehend für den Stauchvorgang eine während einer Zeitspanne von i,5 s ausgeübte Kraft von etwa 1810 kg angegeben ist, kann diese Kraft gewünschtenfalls zwischen 1810 kg und 2270 kg bei einer Dauer von 0,5 - 15 s variiert werden.

Ersichtlicherweise wird mit der Erfindung somit ein Verfahren zum Anbringen eines Stirnseiten-Polzapfens für einen

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Blei/Säure-Akkumulator geschaffen, bei dem ein Metallteil sicher und leck- bzw. auslaufsicher durch die Wand eines aus Kunststoff bestehenden Akkumulatorgehäuses hindurch befestigt werden kann. Bei diesem Verfahren wird ein mit Gewinde versehener Anschluß bzw. Polzapfen hergestellt, dessen Gewindeteil vor Beschädigung oder Verstopfung geschützt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch für die weitgehend automatisierte Durchführung, so daß menschliche Dehler erheblieh vermindert werden. Außerdem ist für die Durchführung dieses Verfahrens kein hoher Kapitalaufwand erforderlich, weil die vorhandenen Ausrüstungen ohne weiteres für die Durchführung der verschiedenen Verfahrensschritte abgewandelt werden können.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung mithin ein Verfahren zur Herstellung eines Stirn- oder Seitenwand-Polzapfens für einen Blei/Säure-Akk'umulator geschaffen. Dabei werden zwei knopfartige Glieder in der Wand des Akkumulatorgehäuses verschweißt, in welcher vorher eine Öffnung ausgebildet wird. Das eine Knopfglied weist einen abstehenden, zylindrischen Abschnitt auf, welcher die Öffnung durchsetzt, während das andere Knopfglied mit einer Aufnahme bzw. Ausnehmung versehen ist, welche einen Teil des abstehenden, zylindrischen Abschnitts aufnimmt. Die beiden Knopfglieder werden mittels einer Preßschweißvorrichtung miteinander verschweißt und nach einer vorbestimmten Zeitspanne in einem mechanischen Stauchvorgang zusammengepreßt. In bevorzugter Ausführungsform wird ein ringförmiger Wachswulst an der Stelle auf das erste Knopfglied aufgetragen, an welcher es die angrenzende Jläehe der Gehäusewand neben der Öffnung berührt. Im ersten Knopf glied ■ist eine Mutter mit einem in sie eingeschraubten Gewindestopfen angeordnet, so daß die fertige Anordnung eine Gewindepolzapfenkonstruktion bildet.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines eine Öffnung in einem Akkumulatorgehäuse durchsetzenden Akkumulator-Polzapfens, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst an der einen Seite der Gehäusewand ein erstes Glied angeordnet wird, das einen Hauptteil und einen in die Öffnung einführbaren Ansatzabschnitt aufweist, daß der Ansatzabschnitt in die Öffnung eingeführt und durch die Gehäusewand hindurchgeführt wird, so daß ein Teil dieses Ansatzabschnitts an der anderen Seite der Gehäusewand aus ihr herausragt, daß sodann auf den Ansatzabschnitt des ersten Glieds ein zweites Glied aufgesetzt wird, das mit einer Ausnehmung zur mit Reibsitz erfolgenden Aufnahme des Ansatζabschnitts des ersten Glieds versehen ist, daß hierauf unter Krafteinwirkung die Berührungsabschnitte der beiden Glieder angeschmolzen werden und ein Teil der Gehäusewand zwischen diesen beiden Gliedern erweicht wird, daß anschließend die angeschmolzenen Berührungsabschnitte abgekühlt werden und daß schließlich die beiden Glieder gegeneinander gepreßt werden, wobei sich ein Teil, der erweichten Gehäusewand zwischen ihnen befindet©
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das erste Glied bei seiier Herstellung eine Mutter eingegossen wird, in welche während des Anschmelzens der Berührungsabschnitteder beiden Glieder und während des Zusammenpressen ein Gewindestopfen eingeschraubt ist.
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das erste Glied an der Stelle, an welcher der Ansatzabschnitt vom Hauptteil des ersten Glieds abgeht, ein Ringwulst aus Wachs o.dgl. aufgetragen wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem anfänglichen Anschmelzen der beiden Glieder unter Krafteinwirkung und dem Zusammenpressen dieser Glieder nach dem Abkühlen derselben eine zusätzliche Kraft auf die beiden Glieder ausgeübt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Glieder aus einer Bleilegierung und die Mutter sowie der Gewindestopfen aus Stahl hergestellt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschmelzen unter Kräfteinwirkung mit einer Quetschkraft von etwa 209 kg und mit einem Schweißstrom von etwa I65OO A durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenpressen nach dem Abkühlen der beiden Glieder während einer Zeitspanne von etwa 0,5 - 15 Sekunden durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenpressen nach dem Abkühlen der beiden Glieder nach einer Zeitspanne von etwa 2 min bis etwa 24 Std. im Anschluß an das Anschmelzen unter Kräfteinwirkung durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Glied mit einer Ringnut an der Stelle ausgebildet wird, an welcher der Ansatzabschnitt vom Körperteil absteht, und daß der Wachswulst in diese Ringnut eingebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammenpressen nach dem Abkühlen der beiden Glieder mit einer Kraft von etwa 1810 kg durchgeführt wird.

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11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite G-lied mittels einer Kalotten-ffansungsverMndung und durch Verschweißen unter Krafteinwirkung mit einem Ansatz "bzw. einer Ansclilußfahne einer Akkumulatorplatte verbunden wird.

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